(57)【要約】【課題】ＥＭＣを良好な状態に維持しながら、稼動時と同じコンフィグレーションで動作試験を行なうことが可能な通信システムを提供する。【解決手段】本発明によるルータ１は、複数の通信用ポートＰ１〜Ｐｎ、ルータ部１３、電気光変換器ＬＤ１〜ＬＤｎ、モニタ用ポート１１、ＷＤＭ装置１２を具備する。ルータ部１３は、複数の通信用ポートＰ１〜Ｐｎ間の接続を制御する。複数の電気光変換器ＬＤ１〜ＬＤｎは、複数の通信用ポートＰ１〜Ｐｎで受信された複数の電気信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に変換する。ＷＤＭ装置１２は、複数の光信号を波長分割多重化してモニタ用ポート１１に出力する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号によって通信が行なわれるスター型ネットワークに用いられるルータにおいて、
複数の通信用ポートと、
前記複数の通信用ポート間の接続を制御するルーティング部と、
前記複数の通信用ポートで受信された複数の電気信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に変換する複数の電気光変換器と、
モニタ用ポートと、
前記複数の光信号を波長分割多重化して前記モニタ用ポートに出力する多重化部と、
を具備する
ルータ。
【請求項２】
請求項１に記載のルータにおいて、
前記複数の通信用ポートには、それぞれ異なる周波数が割り当てられ、
前記光信号は、通信用ポートで受信した電気信号の信号レベルに応じた周波数で周波数変調される
ルータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のルータにおいて、
前記多重化部は、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）カプラを備える
ルータ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のルータと、
前記複数の通信ポートに接続され、相互に通信を行なう複数のノードと、
を具備する
通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の通信システムにおいて、
前記モニタ用ポートに接続されるモニタ端末更に具備し、
前記モニタ端末は、モニタ用ポートから入力される光信号を分波して複数の電気信号に変換し、モニタ対象の通信用ポートに対応する周波数の電気信号を、前記分波して得られた複数の電気信号から選択する
通信システム。
【請求項６】
電気信号によって通信が行なわれるスター型ネットワークに用いられるルータが、前記複数の通信用ポートで受信される複数の電気信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に変換するステップと、
前記複数の光信号を波長分割多重化してモニタ用ポートに出力するステップと
を具備する
通信システムの監視方法。
【請求項７】
請求項６に記載の通信システムの監視方法において、
前記複数の通信用ポートには、それぞれ異なる波長が割り当てられ、
前記複数の光信号に変換するステップは、通信用ポートで受信した電気信号の信号レベルに応じた周波数で光信号を周波数変調するステップを備える
通信システムの監視方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の通信システムの監視方法において、
前記モニタ用ポートから出力される光信号を分波して複数の電気信号に変換するステップと、
モニタ対象の通信用ポートに対応する周波数の電気信号を前記分波された複数の電気信号から選択するステップと
を更に具備する
通信システムの監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルータ、通信システム、及び通信システムの監視方法に関し、特にスター型ネットワークに用いられるルータに関する。
【背景技術】
【０００２】
宇宙用アビオニクスの動作試験をする場合、実際の稼動時と同じコンフィグレーションにする必要がある。又、複数のアビオニクスを用いた複合動作試験時に不具合が発生した場合も同様に、試験コンフィグレーションを変えずに不具合解析をする必要がある。
【０００３】
これまで、宇宙用ネットワークとして多くの機器で使用されていた通信規格ＭＩＬ−ＳＴＤ−１５５３Ｂは、バス型ネットワークであり、１つのポートからバス上へ出力されたデータは全てのノードの通信ポートに届く。このため、ネットワーク上のいずれかのノードにモニタ用の通信ポートを設けておけば、ネットワークをモニタすることが可能であった。しかし、将来標準の通信規格として考えられているＳｐａｃｅＷｉｒｅ（ＥＣＳＳ−Ｗ−５０−１２Ａ）（以下、ＳｐＷとする）はスター型ネットワークを構成するため、通信はルータ−ルータ間、又はルータ−ノード間の１対１の通信となる。
【０００４】
このようなネットワークにおいて、試験機器の機能を変更せずにデータをモニタするには、ルータ−ルータ間、又はルータ−ノード間にモニタを挿入する必要がある。現在利用されているＳｐＷ用ネットワークモニタをスター型ネットワークに適用する場合、監視対象となる通信ケーブルの間にネットワークモニタを挿入する必要がある。例えば、図１に示すように、ルータ１００に複数のノード２００が接続されたスター型ネットワークにおいて、ノード間で送受信されるデータを監視する場合、ルータ１００とノード２００との間にモニタ３００が挿入される。モニタ３００はルータ１００とノード２００との間で送受信されるパケットデータを抽出して記録する。記録されたデータは、モニタ３００に接続されたモニタ端末４００によって解析又は表示される。
【０００５】
図１に示す例では、ルータ１００とノード２００との間に、実際の運用時には利用されないモニタ３００が挿入されるため、実際の稼動状態におけるコンフィグレーション（ネットワーク構成）と異なる構成で試験が行われることとなる。すなわち、上述の技術では、本来実現したいネットワーク構成の試験が行なえないという問題がある。
【０００６】
ネットワーク構成を変更することなく転送されるデータの監視を行なうため、ルータに信号監視用のモニタを設置することが考えられる。例えば、特開２００２−９８４３には、ルータにデータ監視用モニタ（モニタデータプロセッサ）が搭載されたシステムが記載されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−９８４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のように、ルータに電気的なモニタポートを追加して通信状態をモニタする場合、モニタポートの通信速度を（通信ポート数）×（各ポートの通信速度）以上にするか、ルータ内部に大容量かつ高速のバッファメモリを持たせる必要がある。前者は、高周波部品の使用によるＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）の悪化及び電気設計の設計制約の増加化、後者の方法では長時間モニタした場合にバッファ溢れが発生する。
【０００９】
以上のことから、本発明の目的は、ＥＭＣを良好な状態に維持しながら、稼動時と同じコンフィグレーションで動作試験を行なうことが可能な通信システムを提供することにある。
【００１０】
又、本発明の他の目的は、モニタ用のメモリの追加を必要とせずに、稼動時と同じコンフィグレーションで動作試験を行うことが可能な通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための形態］で使用される番号・符号が付加されている。ただし、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
【００１２】
本発明によるルータ（１）は、電気信号によって通信が行なわれるスター型ネットワークに用いられる。ルータ（１）は、複数の通信用ポート（Ｐ１〜Ｐｎ）、ルーティング部（１３）、電気光変換器（ＬＤ１〜ＬＤｎ）、モニタ用ポート（１１）、多重化部（１２）を具備する。ルーティング部（１３）は、複数の通信用ポート（Ｐ１〜Ｐｎ）間の接続を制御する。複数の電気光変換器（ＬＤ１〜ＬＤｎ）は、複数の通信用ポート（Ｐ１〜Ｐｎ）で受信された複数の電気信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に変換する。多重化部（１２）は、複数の光信号を波長分割多重化してモニタ用ポート（１１）に出力する。
【００１３】
本発明によるルータ（１）は、電気信号を光信号に変換し、波長分割多重化により、１つのモニタ用ポート（１１）からモニタ用信号として外部に出力できる。このため、本発明では、電気的な影響を回避しつつ、モニタ用ポート（１）の数を少なくすることができる。又、本発明では、ルーティング対象の通信用ポート（Ｐ１〜Ｐｎ）の情報を、モニタ用ポート（１１）から出力している。このため、通信システムの構成を変更することなく、通信伝送路の状態（例えば伝送品質）をモニタすることができる。更に、本発明では、それぞれ異なる波長の複数の光信号に変換しているため、周波数（波長）を指定することでモニタ対象となる通信用ポートを選択することができる。
【００１４】
又、本発明による通信システムは、上述のルータ（１）における複数の通信ポート（Ｐ１〜Ｐｎ）に接続され、相互に通信を行なう複数のノードと、モニタ用ポート（１１）に接続されるモニタ端末（３）とを具備する。モニタ端末（３）は、モニタ用ポート（１１）から入力される光信号を分波して複数の電気信号に変換し、モニタ対象の通信用ポートに対応する周波数の電気信号を、分波して得られた複数の電気信号から選択する。
【００１５】
本発明では、ルータ（１）において変換された光信号の搬送波の周波数はそれぞれ異なるため、ルータにおいて変換された光信号と同じ周波数の光信号を、モニタ（３）で分波した光信号から選択することで、モニタ対象の通信用ポートで受信した電気信号をモニタすることができる。
【００１６】
本発明による通信システムの監視方法は、電気信号によって通信が行なわれるスター型ネットワークに用いられるルータ（１）が、複数の通信用ポート（Ｐ１〜Ｐｎ）で受信される複数の電気信号を、それぞれ異なる波長の複数の光信号に変換するステップと、複数の光信号を波長分割多重化してモニタ用ポート（１１）に出力するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＥＭＣを良好な状態に維持しながら、稼動時と同じコンフィグレーションで通信システムの動作試験を行なうことができる。
【００１８】
又、モニタ用のメモリの追加を必要とせずに、稼動時と同じコンフィグレーションで通信システムの動作試験を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、従来技術による通信システムの試験時における構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明による通信システムの試験時における構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明によるルータの構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明によるルータに内蔵されたＷＤＭ装置の構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明によるモニタ端末の構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明による伝送品質試験の動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図面において同一、又は類似の参照符号は、同一、類似、又は等価な構成要素を示している。本実施の形態では、宇宙用高速ネットワーク規格であるＳｐａｃｅＷｉｒｅ（ＥＣＳＳ−Ｗ−５０−１２Ａ）（以下、ＳｐＷとする）に適合した通信システムについて説明する。
【００２１】
（構成）
図２から図４を参照して、本発明による通信システムの構成を説明する。図２は、本発明による通信システムの試験時における構成を示す図である。図３は本発明によるルータの構成を示す図である。図４は、本発明によるルータに内蔵されたＷＤＭ装置の構成の一例を示す図である。
【００２２】
図２を参照して、本発明による通信システムは、ＳｐＷに適合したルータ１と、ノード２を具備する。ルータ１には複数のノード２が接続され、スター型ネットワークを構成している。本発明では、ノード２間や、ルータ１とノード２との間における伝送品質等の試験を行なう際、ルータ１に設けられたモニタ用ポート１１にモニタ端末３を接続して、伝送試験が行なわれる。
【００２３】
図３を参照して、本発明によるルータ１の構成の詳細を説明する。ルータ１は、モニタ用ポート１１、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）装置１２、ルータ部１３、及び複数の通信用ポートＰ１〜Ｐｎを具備する。
【００２４】
ルータ部１３は、通信用ポートＰ１〜Ｐｎの接続を制御して、ノード２間で行なわれる通信のルーティングを行なう。すなわち、ルータ部１３は、従来技術と同様なルーティング機能を有する。例えば、ルータ部１３は、ＳｐＷに適合したルーティング動作を行なう。
【００２５】
通信用ポートＰ１〜Ｐｎは、他のノード２やルータ１と電気的に接続される。他のノード２やルータ１から送信された電気信号によるパケットデータは、通信用ポートＰ１〜Ｐｎを介してルータ部１３に入力される。又、ルータ１から出力されたパケットデータは、通信用ポートＰ１〜Ｐｎを介して他のノード２やルータ１に送信される。
【００２６】
通信用ポートＰ１〜Ｐｎにはそれぞれ対応する電気光変換器ＬＤ１〜ＬＤｎが接続されている。電気光変換器ＬＤ１〜ＬＤｎは、通信用ポートＰ１〜Ｐｎで受信した電気信号を、それぞれ異なる波長λ１〜λｎの光信号に変換する。変換された光信号はＷＤＭ装置１２に出力される。光信号の波長λ１〜λｎは、対応する通信用ポートＰ１〜Ｐｎ毎に予め割り当てられている。例えば、電気光変換器ＬＤ１は、通信用ポートＰ１で受信された電気信号を波長λ１の光信号に変換する。この際、光信号は、受信された電気信号の信号レベル（Ｈｉｇｈ“１”又はＬｏｗ“０”）に応じた周波数（変調周波数）で周波数変調される。通信用ポートＰ１〜Ｐｎから電気光変換器ＬＤ１〜ＬＤｎに入力される電流値をトランジスタ等により変化させることで、光信号は周波数変調される。電気光変換器ＬＤ１の搬送周波数をｆ１、変調周波数をｆとすると、受信した電気信号の信号レベルがＨｉｇｈレベルの場合、光信号の周波数はｆ１＋ｆとなり、Ｌｏｗレベルの場合の光信号の周波数はｆ１−ｆとなる。他の電気光変換器ＬＤ２〜ＬＤｎも同様に通信用ポートＰ２〜Ｐｎで受信された電気信号を波長λ２〜λｎの光信号に変換しＷＤＭ装置１２に出力する。ここで、電気光変換器ＬＤ１〜ＬＤｎは、レーザダイオードに例示される発光素子（光源）が好適に利用される。
【００２７】
ＷＤＭ装置１２は、複数の異なる波長λ１〜λｎの光信号を、波長分割多重化（ＷＤＭ：  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）して１つの光信号にまとめ、モニタ用ポート１１に出力する。ＷＤＭ装置１２は、例えば、図４に示すように、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）型ＷＤＭカプラ１２１によって、波長が異なる複数の光信号（λ１〜λｎ）を波長分割多重化して、モニタ用ポート１１に出力する。ＷＤＭ装置１２としてＡＷＧ型ＷＤＭカプラ１２１を用いることで、ルータ１内の機器に対して電気的な影響を及ぼすことなく光信号を波長分割多重化することができる。
【００２８】
次に、図５を参照して、本発明によるモニタ端末３の構成を説明する。モニタ端末３は、ＷＤＭ装置３０、Ｏ／Ｅ変換部３１〜３ｎ、データ記憶装置４１、ＣＰＵ４２を具備する。ＷＤＭ装置３０は、１つの光信号を逆波長分割多重化し、波長が異なる複数の光信号（λ１〜λｎ）を生成する。Ｏ／Ｅ変換部３１〜３ｎは、それぞれに入力された光信号を電気信号に変換し、データ記憶装置４１に記録する。データ記録装置４１は、バッファ、ハードディスク、又はＲＡＭ等に例示され、内蔵型又は取り外し可能な記録媒体が好適に利用される。
【００２９】
ＣＰＵ４２は、操作端末４４からの入力に応答してデータ記憶装置４１に記録されたデータの解析や表示に関する処理を行なう。ユーザは、キーボードやマウスに例示される操作端末４４を操作し、所望のコマンドをＣＰＵ４２に入力する。ＣＰＵ４２は、データ記憶装置４１から抽出したデータをモニタ画面４３に出力する。モニタ画面４３はＣＰＵ４２から入力されたデータを視認可能に出力する。
【００３０】
以上のような構成により、本発明によるルータ１は、ルーティング対象の電気信号（パケットデータ）を光信号に変換し、波長分割多重により、共通のモニタ用ポート１１から出力する。モニタ端末３は、１つのモニタ用ポート１１に接続することで、ルータ１内でルーティング処理されるパケットデータを取得し、解析することができる。
【００３１】
（動作）
図６を参照して、本発明による試験動作の詳細を説明する。図６は、本発明による伝送品質試験の動作を示すフロー図である。
【００３２】
先ず、ルータ１のモニタ用ポート１１にモニタ端末３を接続し、図２に示す試験状態とし、通信システムの通常動作を開始する。ルータ１は通信用ポートＰｎを介してパケットデータを受信する（ステップＳ１）。ルータ部１３は、内蔵するルーティングテーブルに従った通信用ポートＰ１を介して、受信したパケットデータを出力する。これと同時的に、他の通信用ポートから受信したパケットデータもルーティング処理される。
【００３３】
一方、ステップＳ１において、通信用ポートＰｎで受信されたパケットデータは、電気光変換器ＬＤｎによって光信号に変換される（ステップＳ２）。詳細には、電気光変換器ＬＤｎは、電気信号であるパケットデータに基づいた変調周波数で、通信用ポートＰｎに割り当てられた周波数（波長λｎ）を変調し、光信号であるモニタ用信号に変換する。この際、他の電気光変換器ＬＤ１〜ＬＤｎ−１も同様に、それぞれの通信用ポートＰ１〜Ｐｎ−１に割り当てられた周波数（波長λ１〜λｎ−１）のモニタ用信号に変換する。光信号である複数のモニタ用信号（λ１〜λｎ）は、ＷＤＭ装置１２に出力される（ステップＳ３）。
【００３４】
ＷＤＭ装置１２は、通信用ポートＰ１〜Ｐｎから入力されたモニタ用信号を、波長分割多重化して１つのモニタ用信号（光信号）にまとめ、１つの伝送経路（モニタ用ポート１１）に出力する（ステップＳ４、Ｓ５）。モニタ端末３は、モニタ用ポート１１から入力されるモニタ用信号を電気信号に変換して所望の通信用ポートで受信したパケットデータをモニタする（ステップＳ６）。詳細には、モニタ端末３は、入力されたモニタ用信号を逆多重化し、波長λ１〜λｎの複数の光信号に分波した後、電気信号に変換する。ここでは、波長λ１〜λｎの光信号が対応するＯ／Ｅ変換部３１〜３ｎに入力され電気信号に変換される。すなわち、Ｏ／Ｅ変換部３１〜３ｎから出力される電気信号は、対応する通信用ポートＰ１〜Ｐｎで受信された電気信号と同じ値となる。
【００３５】
Ｏ／Ｅ変換部３１〜３ｎで変換された電気信号（パケットデータ）は、周波数（波長）毎に記録される。この際、電気信号（パケットデータ）は、データ記憶装置４１においてＯ／Ｅ変換部３１〜３ｎの対応する記憶領域にそれぞれ格納されることが好ましい。すなわち、Ｏ／Ｅ変換部３１〜３ｎの対応する記憶領域は、通信用ポートＰ１〜Ｐｎで受信された電気信号が格納されることとなる。
【００３６】
ユーザが、操作端末４４を利用してモニタ対象となる通信用ポートを選択すると、ＣＰＵ４２は、当該通信用ポートに対応するデータをデータ記憶装置４１から抽出し、モニタ画面４３に出力する。例えば、ＣＰＵ４２は、指定された通信用ポートに対応する記憶領域からデータを抽出しモニタ画面４３に出力することで、指定された通信用ポートの受信パケットをモニタすることができる。
【００３７】
以上のように、本発明では、ルータのモニタ用ポートからバス信号をモニタすることができるため、実際の運用時における通信システムのコンフィグレーションを変更せずにバス信号をモニタできる。又、ＷＤＭによる信号の多重化を行うことで、１つのモニタ用ポートで全ての信号をモニタすることができる。すなわち、モニタのための外部端子の数を最小限にし、回路サイズを縮小できる。更に、本発明では、電気信号を光信号に変更した後に多重化しているため、ＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）の悪化を回避できるとともに、大容量のバッファメモリを必要としない。このため、従来問題となっていた電気設計の設計制約の増加やバッファメモリを増設するためのコストの増大を回避することができる。
【００３８】
本発明では、通信用ポート毎に異なる搬送周波数を対応付けているため、周波数（波長）を指定することで、多重化されたモニタ用信号を解析することなくモニタ対象となる通信用ポートを特定することができる。又、搬送データ（モニタ用信号）に通信用ポートを特定するためのヘッダ情報を付加する必要が無くなる。ヘッダ情報を付加する場合、ルータ部１３内部に、付加のための機能を追加する必要があるが、本発明では不要である。すなわち、本発明によれば、ルータ部１３を変更することなく、ルータ１にバスモニタの機能を追加することができる。
【００３９】
又、本発明では、ルータ１にモニタ機能が搭載されるため、ルータ１に接続する複数のノード２のそれぞれとの間にモニタ機能を挿入する必要がない。図１に示す技術では、ルータとノードの間の１つの通信経路しかモニタすることができないが、本発明による通信システムでは、ルータ１を通過する全ての通信経路をモニタすることが可能となる。このため、本発明による通信システムはスター型ネットワークを構成するシステムに好適に利用される。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。本実施の形態では、ＳｐＷに適合したネットワークについて説明したが、他の通信規格に適合したシステムでも良い。ＷＤＭ装置１２としてＡＷＧ型ＷＤＭカプラ１２１を利用した形態を示したがこれに限らない。
【符号の説明】
【００４１】
１：ルータ
２：ノード
３：モニタ端末
１１：モニタ用ポート
１２、３０：ＷＤＭ装置
１３：ルータ部
Ｐ１〜Ｐｎ：通信用ポート
ＬＤ１〜ＬＤｎ：電気光変換器
１２１：ＡＷＧ型ＷＤＭカプラ
３１〜３ｎ：Ｏ／Ｅ変換部
４１：データ記憶装置
４２：ＣＰＵ
４３：モニタ画面
４４：操作端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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